Komendy AT modemów analogowych, ISDN, GSM i SDI

Transkrypt

1 Komendy AT modemów analogowych, ISDN, GSM i SDI

2 Wstęp: W książce poruszony będzie temat sterowania modemem przy użyciu jakiegokolwiek procesora i to zarówno od strony programowej jak i sprzętowej. Opisane będą dokładnie standardowe komendy AT oraz ich rozszerzenia. Wiedza ta może być przydatna konstruktorom urządzeń współpracujących z modemami jak i osobom konfigurującym modemy komputerowe. Opisane będą programy i użytkowanie modemów z platformami: - Win dla PC (komputery osobiste) - DOS PC (sterowniki urządzeń) - Linux (łącza zapasowe w serwerach, komputery osobiste) - AmigaOS (serwery, komputery osobiste) Modem (MODulator-DEModulator) - to urządzenie, którego zadaniem jest konwersja sygnału cyfrowego na analogowy oraz sygnału analogowego w cyfrowy. Modemy analogowe służą do przesyłania danych cyfrowych z wykorzystaniem analogowych łącz telefonicznych. Łącza takie przeznaczone były pierwotnie przeznaczone do transmisji audio (głosu). Aby więc umożliwić transmisję sygnału cyfrowego pomiędzy komputerami, poprzez łącza telefoniczne, konieczna jest zamiana sygnału cyfrowego w analogowy podczas nadawania. Proces taki odbywa się poprzez modulację sygnału i nazywany jest modulacją. Po stronie odbiorczej przeprowadzana jest demodulacja, zamiana sygnału analogowego na cyfrowy. Proces zamiany sygnału cyfrowego na analogowy. Modemy, które komunikują się za pośrednictwem analogowych łącz telekomunikacyjnych muszą stosować takie same techniki komunikacyjne jak dla połączeń audio. Do najważniejszych z nich należą standardy CITT (ang. Consultative Committee for International Telegraph and Telephone). Drugi popularnym standardem jest MNP (ang. Microcom Networking Protocol). W dzisiejszych czasach, w modemach cyfrowych (ISDN, DSL) nie zachodzi konieczność zamiany sygnałów z/do komputera na analogowe, ze względu na to, że cała transmisja przebiego w sposób cyfrowy. Można by sprzeczać się czy tor transmisyjny pomiędzy centralą a modemem jest cyfrowy czy analogowy ponieważ nie ma tam jak w typowej transmisji cyfrowej dwuch stanów lecz kilka lub nawet kilkadziesiąc. Jednat te kilkadziesiąc poziomów sygnału z pewnością nie można zaliczyc do transmisji analogowej, ponieważ dynamika tekigo sygnału analogowego była bardzo mała, a co za tym idzie mowa niezrozumiała.. Rys historyczny History of the AT Command Set In the early 1980s, a company called Hayes began manufacturing the Hayes Smartmodem Shortly after that, Hayes was forced to quickly release the Smartmodem 2400, as the market for 1200 baud/bps modems evaporated almost overnight. In the rush to get the Smartmodem 2400 completed and onto the market, there was no time for design alterations or embelishments between these two modem designs. This inadvertantly created a new era in modem standardization that continues today. The fact of the matter is that the claim that these two modems were "smart" was somewhat feeble, even compared to modems of that day. The Smartmodem 1200 and Smartmodem 2400 could dial telephone numbers by themselves, rather than the typical situation of expecting a human to dial the number on an attached telephone, and when the human heard the remote modem answer carrier, the human would press a "start" button on the modem and hang-up the extension telephone, allowing the two modems to establish a connection. The manual dialing process was fairly common in modems that had been manufactured for use with POTS/PSTN (Plain Old Telephone Service/Public Switched Telephone Network) lines up to the early 1980s. Automatic dialing modems were fairly rare, or the ability for a modem to dial telephone numbers was an extra-cost option. As an example, in 1983 the Radio Shack 1200baud/bps DC-1200 (a relabeled Ventel modem) cost $699 and the auto-dial module cost an additional $150, which could only do pulse dialing. Even the ability to disconnect the data connection frequently required the human to turn the modem off or place it in an on-hook state. The Hayes Smartmodems also came with speaker, but then you really need the modem to have a speaker if you are going to let it dial numbers, so this probably really should not count as a feature. The Smartmodem 1200 and Smartmodem 2400 didn't know how to recognize a busy signal or the detect the presence of dial-tone, nor any of the dozens of other features now taken for granted in modems produced since the late 1980s. Now, the Hayes Smartmodems did have support for several specialized applications, like the ability to transmit morse code, work with RTTY and work with amateur radio repeaters, but for people who just wanted to make a

3 data connection, these extras weren't interesting, and most of these special (or hobbyist) features disappeared in later years and hardly any modem maker copied these capabilities. What did make the Smartmodem 1200 and Smartmodem 2400 unique at that time was that they were the first case of a vendor producing two different speed models of POTS/PSTN modems that accepted the same programming commands. As mentioned above, this was more of an accident than intentional, with Hayes doing a rushed (and minimal) rework of the Smartmodem 1200 design to support the 2400bps speed that the consumer modem market suddenly demanded. However, this did mean that any software that knew how to get a modem to dial a telephone number that worked on the Smartmodem 1200 would also work on the Smartmodem At this point in time, there were relatively few commercial dial-up computer services, with Compuserve being the largest by far. Each time a vendor brought out a new modem, it was routine to wait some months for an updated driver to be written to allow a given brand of computer to be able to control the new type of modem and allow that computer and modem to connect to Compuserve. Of course, by the time the Smartmodem 2400 came on the market, there was already a working driver for the Smartmodem 1200 for many computer platforms, so people who bought the Smartmodem 2400 didn't have to wait for the driver to be written; they could use the one written for the Smartmodem Supporting the Smartmodem 2400 required little more than placing an addendum in the documentation stating that the Smartmodem 2400 would work using the Smartmodem 1200 driver. Quite a few modem makers suddenly realized the advantage of making newer models of modems have the same command set as previous models, something that few vendors had ever bothered with, and even individual modem designers would routinely develop a completely different command set for each successive modem model that they created. The Smartmodem 1200 and 2400 largely ended that practice throughout the industry, and within six months, several vendors were offering "Hayes compatibile" command sets as an option or the only choice on their modems. Hayes promptly sued these companies for using the word "Hayes" in their product literature and packaging, so collectively, the other makers started calling their modems "AT Command Set compatible" and continued to mimic the Hayes command set. By 1986, essentially no consumer modems were made that didn't at least have an AT command set emulation mode. Years later, the TIA/EIA introduced a formal standard with the title "Data Transmission Systems and Equipment - Serial Asynchronous Automatic Dialing and Control", otherwise known as TIA/EIA-602. TIA/EIA-602 is almost identical to the data-specific commands found in the Smartmodems 1200 and Smartmodem Of course, by the time the TIA/EIA-602 standard came out, vendors were selling modems with error-correction, compression and far higher speeds. None of these newer capabilities (or the commands needed to control them) are addressed by the TIA/EIA-602 standard, although other standards or drafts of standards exist for commands specific to FAX operations on modems that support FAX transmission or reception, as well as commands specific to voice operations. For the newer modem-specific features, many manufacturers elected to copy the extensions to the original Hayes command set that appeared in the Hayes Ultra 14,400bps modems. These extensions are largely what Rockwell came up with, who was the primary provider of datapumps to Hayes at that time. Not all modem chipset makers followed the Ultra extended commands to the letter, resulting in some incompatibility that still exists in the more sophisticated commands. These incompatbilities normally surface when the chipset maker isn't Rockwell or a licensee of Rockwells modem code. However, even licensees have altered what Rockwell distributes and in some cases Rockwell has introduced incompatbilities on their own. Typy modemów Modemy możemy podzić ze względu na sposób transmisji, typ portu do współpracy z komputerem, przeznaczenie. modemy analogowe W modemach tych do transmisji danych wykorzystuje się tor analogowy o paśmie przenoszenia 300Hz-3400Hz. W pierwszych standardach transmisji bit o wartości 1 reprezentowała jedna częstotliwość, o wartości 0 inna. Szybsze modemy działają podobnie do styku U w transmisji ISDN. W jednej jednostce czasu koduje się kilka

4 bitów danych. Współczesne modemy mogą przesyłać dane z prędkością dochodzącą do 57kb/s. Należy zaznaczyc, że transmisja jest asymetryczna (odbiór 57kb/s, nadawanie 33,6kb/s). modemy cyfrowe Do transmisji wykorzystana jest linia cyfrowa. W modemach ISDN wyróżnia się dwie pary (nadawczą i odbiorczą). Dane można przesyłać po jednym kanale z prędkością równą 64kb/s, po dwóch 128kb/s. Takie sygnały występują pomiędzy urządzeniem ISDN (telefon, modem) a terminalem (styk S/T). Połączenie pomiędzy centralą a terminalem wykonane jest przewodem jednoparowym (styk U). W modemach SDI transmisja przebiega dokładnie tak samo jak w ISDN. Dane są transmitowane w dwóch kanałach z prędkością 128kb/s. Podczas rozmowy telefonicznej zwalniany jest jeden kanał na rozmowę. Prędkość transmisji spada wówczas do 64kb/s, po drugim kanale przesyłana jest cyfrowo rozmowa. Modemy SDI przeznaczone są głównie do połączeń internetowych) W modemach ADSL dane cyfrowe przesyłane są w paśmie ponadakustycznym. Modemy te mają dość duże prędkości transmisji (np. Neostrada 512kb/s) jednak są niesymatryczne, tzn prędkość nadawania jest inna niż odbioru. Czasem na modemach ADSL buduje się łącza dzierżawione). Po tej samej linii co dane cyfrowe w paśmie akustycznym może być przesyłana rozmowa telefoniczna analogowa. Modemy SHDSL są modemami symetrycznymi, tzn. prędkość nadawania i odbioru są sobie równe. W modemach GSM wykorzystuje się transmisje cyfrową drogą radiową. Niestety transmisja przebiega z małą prędkością 9600b/s w pewnych warunkach dochodzi do 14,4kb/s. modemy zewnętrzne Mogą być wyposażone w port RS232C lub popularny ostatnio port USB. Modemy ISDN są często wyposażone w szybki port RS232C (460bk/s a nawet blisko 1Mb/s). Niestety popularne PC nie są w stanie pracowac z taka prędkościa, nie ma natomiast problemu aby taką prędkość uzyskac na komputerach MAC czy Amiga. modemy wewnętrzne Najczęściej spotykane są karty PCI. Dawniej popularne były karty na złącze ISA. Karty te mogą być atrakcyjne dla amatorów ze względu na niską cenę i prosty sposób podłączenia do dowolnego mikroprocesora (nie dotyczy WinModemów). Modemy wewnętrzne są dwojakiego rodzaju: Jedne symulują port COM i zawierają prawie takie same układy jak modemy zewnętrzne. Inne (tzw WinModemy) są tylko interfejsem pomiędzy magistralą procesora a linią telefoniczną. W tych ostatnich transmisją znajduje się procesor komputera. Zaletą modemów wewnetrznych jest ich niska cena, i mniejsza liczba kabli połączeniowych. Wad mają znacznie więcej: - są bardziej kapryśnie w uruchamianiu i użytkowaniu, - najczęściej modemy analogowe (a znane mi ISDN wszystkie) są wykonywane są jako tzw WinModemy. Jeśli nie posiadamy sterownika dla używanego przez nas systemu operacyjnego modemu takiego nie da się wykozystać. Ponadto procesor komputera musi zajmowac się transmisja danych, co przy dodatkowej kompresji transmitowanych danych nie jest bez znaczenia dla wydajności komputera, - są mniej odporne na uszkodzenia poczodzace z linii telefonicznej - w wersji ISDN nigy nie sa wyposażone w porty POST (analogowe) i nie mogą spełniać dodatkowych funkcji poza transmisja danych. Kable połączeniowe Modem należy podłączyć do komputera i linii telefonicznej. W większości modemów zewnętrznych wymagane jest jeszcze napięcie zasilające. Nie dotyczy do sporej części modemów USB, które zasilanie czerpią z magistrali.

5 Kable komputerowe Modem wewnętrzny Przy podłączaniu modemu wewnętrznego ominie nas konieczność połączenia modemu z komputerem. Wystarczy umieścić kartę modemu w odpowiednim slocie komputera. Modem RS232C Jeśli podłączamy modem zewnętrzny wyposażony w port RS232C musimy zaopatrzyć się w stosowny kabelek. Przeważnie jest on dostarczony wraz z modemem. Komputery najczęściej są wyposażone we wtyk DB9, natomiast modemy gniazdo DB25. Kupując modem z drugiej ręki może on nie być wyposażony w odpowiednie kabelki. Czasem producent dostarcza kabel w wtykiem DB9 od strony komputera, a jedyny wolny port szeregowy ma wtyk DB25. W tej sytuacji musimy zakupić odpowiedni kabelek lub wykonać go sami. W tabelkach poniżej pokazano sposób połączenia gniazda i wtyku we wszystkich możliwych kombinacjach gniazd i wtyków od strony komputera jak i modemu: Nazwa sygnału Wtyk DB9 Gniazdo DB25 (do komputera) (do modemu) Transmit Data 3 2 Receive Data 2 3 Request to Send 7 4 Clear to Send 8 5 Data Set Ready 6 6 System Ground 5 7 Carrier Detect 1 8 Data Terminal Ready 4 20 Ring Indicator 9 22 Nazwa sygnału Wtyk DB9 Gniazdo DB9 (do komputera) (do modemu) Transmit Data 3 3 Receive Data 2 2 Request to Send 7 7 Clear to Send 8 8 Data Set Ready 6 6 System Ground 5 5 Carrier Detect 1 1 Data Terminal Ready 4 4 Ring Indicator 9 9 Nazwa sygnału Wtyk DB25 Gniazdo DB25 (do komputera) (do modemu) Shield Ground 1 1 Transmit Data 2 2 Receive Data 3 3 Request to Send 4 4 Clear to Send 5 5 Data Set Ready 6 6 System Ground 7 7 Carrier Detect 8 8 Data Terminal Ready Ring Indicator Nazwa sygnału Wtyk DB25 Gniazdo DB9 (do komputera) (do modemu) Transmit Data 2 3 Receive Data 3 2 Request to Send 4 7 Clear to Send 5 8

6 Data Set Ready 6 6 System Ground 7 5 Carrier Detect 8 1 Data Terminal Ready 20 4 Ring Indicator 22 9 Niektóre modemy są wyposażone w kabel uniwersalny ze złączami DB9 i DB25 od strony komputera. Nie oznacza to, że do jednego modemu można bezpośrednio podłączyć dwa komputery. Modem USB Jeśli podłączamy modem USB potrzebny jest typowy kabel USB taki sam jak dla innych urządzeń (skaner, drukarka). Modem z portem równoległym Zdarzają się także modemy z wejściem równoległym. Łączymy je najczęściej kabelkiem z wtyczką DB25 od strony komputera i gniazdem DB25 od strony modemu. Kabel jest wykonany przez połączenie ze sobą styków w gniazdach o tych samych numerach (tzn pin 1 gniazda do pinu 1 wtyku, pin 2 gniazda do pinu 2 wtyku, itd.). Styki stanowiące masę mogą być ze sobą zwarte i połączone jednym przewodem. Kable telefoniczne Aby modem mógł się połączyć z innym modemem musi być podłączony do linii telefonicznej. Podłączenie modemu analogowego Problemy mogą pojawić się z podłączeniem linii telefonicznej. Większość modemów posiada dwa gniazda oznaczone jako Tel lub Phone oraz Line. Bardzo często modem jest tak zbudowany, że w stanie spoczynku modemu linia przechodzi z gniazda Line do Phone. W czasie pracy modemu (transmisji danych, nawiązywaniu połączenia) sygnał dochodzący do gniazda Phone jest odcinany. Dzięki temu podniesienie słuchawki nie powoduje zakłóceń w transmisji danych. Gdy posiadamy taki modem najlepiej aby był on pierwszym urządzeniem telekomunikacyjnym Rysunek R1.jpg Bywają modemy w których oba gniazda są ze sobą połączone. W tej sytuacji podobnie zresztą jak i w tej w której modem jest wyposażony w jedno gniazdo, umiejscowienie modemu nie ma znaczenia, ponieważ nie potrafi on odłączyć dodatkowych urządzeń podłączonych do linii telefonicznej. Podczas podłączania modemu można natknąć się na ciekawy problem. W większości państw linia telefoniczna jest doprowadzona do środkowych zacisków złącza RJ

7 rysunek R2.jpg Producenci modemów budują je tak, że można je podłączyć kablem z wtykami RJ połączonym 1-1 (bez skrzyżowań żył). W Niemczech przyjął się standard gdzie linia jest doprowadzona do skrajnych zacisków rysunek R3.jpg i najczęściej modemy z tegoż kraju są zbudowane tak, żeby można było je połączyć kablem 1-1. Problem powstaje gdy chcemy podłączyć modem z Niemczech do linii w Polsce. Trzeba wykonać specjalny kabelek w którym para środkowa jest skrzyżowana z praż zewnętrzną. Podobny kłopot dotyczy także innych urządzeń (telefony, faksy) produkowanych w Niemczech. Po podłączeniu wymagana jest instalacja sterowników w komputerze (W PC wymagana w Amigach i MAC ach niekoniecznie). Procesu instalacji nie będę opisywał ponieważ jest on zależny od typu modemu i systemu operacyjnego, a jest on opisany w instrukcji obsługi modemu. Podłączenie modemu ISDN Połączenie modemu ISDN jest tak proste jak i modemu analogowego. Linię telefoniczną ISDN łączymy typowym kabelkiem z wejściem ISDN w modemie. Na rysunku r8.jpg jest to trzecie gniazdo od lewej.

8 Zdarzają się modemy ISDN, które posiadają dwa wyjścia analogowe do podłączenia faksu czy telefonu analogowego. W tym przypadku urządzenia te podłączamy kablem telefonicznym analogowym do gniazd PHONE1 i PHONE2 (dwa pierwsze gniazda od prawej na rysunku r8.jpg ). Istotne jest podłączenie do terminala ISDN zwłaszcza gdy równolegle z modemem pracują inne urządzenia ISDN. Przy transmisji cyfrowej wykorzystywane są dwie pary nadawcza i odbiorcza jakkolwiek gniazda i wtyki mają po cztery pary (osiem zacisków). Jedna z par jest doprowadzona do środkowych zacisków gniazda, druga do kolejnych rysunek R4.jpg Zasadniczo polaryzacja żył w parze nie ma znaczenia, ważne aby nie zamienić pary nadawczej z odbiorczą (w przypadku zamiany nic się nie uszkodzi tyle, że mogą przestać działać urządzenia przyłączone do terminala). Uwaga ta jedna nie dotyczy sytuacji gdy do linii ISDN podłączone jest więcej urządzeń. Wtedy to polaryzacja żył ma znaczenie. Na rysunku R5.jpg opisano sposób połączenia zacisków w gnieździe z wkładem RJ. Jak łatwo zaóważyć pary wykorzystywane przez ISDN to para zielona/czerwona i żółta/czarna. Podczas prowadzenia instalacji należy więc uważać aby we wszystkich gniazdach kolor był połączony z kolorem oraz aby para przewodów tworzyła parę w kablu. Rozparowanie przewodów, zwłaszcza na dłuższej linii, może spowodować zakłócanie się pary odbiorczej sygnałem nadawanym co zaowocuje zwiększeniem stopy błędów a co za tym idzie niższą jakością połączenia lub nawet jego brakiem. Prawidłowe połączenie gniazd przedstawia

9 rysunek R6.jpg. Pozostaje jeszcze problem terminowania linii gdy jest ona długa (dłuższa niż 10m). W takim przypadku na końcach linii włącza się rezystory o wartości 100ohm zarówno na parę nadawczą jak i odbiorczą. O tym w którym miejscu należy włączyć terminatory można dowiedzieć się z rysunku rysunek R7.jpg. Różnice w kablach analogowych i ISDN Kable i gniazda analogowe i cyfrowe w urządzeniach telekomunikacyjnych mają różne wtyki, aby było je łatwo odróżnić. Urządzenia analogowe są wyposażone w złącza typu RJ-11 rysunek r9.jpg i do poprawnej pracy wystarczy jedna para przewodów (dwa druty oznaczone na rysunku cyframi 2 i 3). Urządzenia ISDN wyposażone są w złącza typu RJ-45 (jak w sieciach Ethernet) z tym, że do pracy wystarcza dwie pary przewodów.

10 Budowa modemów Modemy analogowe Rysunek budowa.gif Budowa modemu: Poniższy rysunek przedstawia schemat poglądowy pozwalający poznać relacje pomiędzy poszczególnymi składowymi modemu. Opis schematu: * Pompa danych (ang. Data Pomp) - której zadaniem jest modulacja/demodulacja sygnałów.w jej środku znajduje się procesor sygnałowy DSP, który posiada zawarte w pamięci ROM określone procedury modulacji (np. zgodnie ze standardem CCITT), również przetworniki AC/CA, dzięki którym możliwa jest konwersja cyfra/analog i analog/cyfra. Ponadto zadaniem układu jest eliminacja różnego rodzaju zakłóceń. * Mikroprocesor - steruje całą pracą układu. Posługuje się on wewnętrznym językiem AT, za pomocą rozkazów którego możliwa jest komunikacja pomiędzy komputerem i modemem, wybieranie numeru adresata, kompresja danych i kodowanie zabezpieczające. Program sterujący mikroprocesorem znajduje się w postaci ROM. Procesor dysponuje również pamięcią podręczną RAM. * RS czyli układ transmisji szeregowej, zajmuje się transmisją danych pomiędzy komputerem a modemem. * Łącze - odpowiedzialne jest za pulsacyjne wybieranie numeru oraz izolację galwaniczną linii telefonicznej od modemu. Modemy cyfrowe

11 Zasada modulacji sygnału w modemach Transmisja analogowa Modem podłączony jest zazwyczaj do komputera złączem RS-232 i może być wykonany jako karta rozszerzająca (modem wewnątrzny), jak i osobne urządzenie montowane na zewnątrz komputera. * Łącza modemowe. Pasmo przenoszenia dla linii telekomunikacyjnych wynosi około 3000 Hz. Jest ono wystarczające do transmisji głosu. Podczas transmisji danych musimy wziąć pod uwagę fakt, że ze względu na różnice w jakości połączeń telefonicznych nie jest możliwe, aby całe pasmo było przeznaczone do transmisji danych. Dlatego też stosowane są pasma ochronne, których rola jest prosta: oddzielić częstotliwość nadawczą od odbiorczej (dla trybu duplex). Zadaniem pasma ochronnego jest zabezpieczenie sygnału przed zakłuceniami. Łącza telefoniczne Istnieją dwa rodzaje łącz pozwalajacych komunikacje modemową: * Łącze komutowane - połączenie odbywa się poprzez dzielenie łącza. Połączenie jest zestawiane pomiędzy dwoma adresatami. Zakończenie rozmowy powoduje likwidację łącza. * Łącze dzierżawione - różni się tym od łącza komutowanego, że nie występuje nawiązywanie i rozłączania połączenia. Połączenie zestawiane jest na stałe. Protokoły i standardy transmisji telefonicznej Protokoły i standardy są zbiorem reguł i uzgodnień, według których mogą komunikować się modemy. Standaryzacją w dziedzinie modemów zajmuje się Międzynarodowa Unia Telekomunikacyjna ( ang. International Telecommunications Union, ITU), która reprezentuje rządy, instytucje naukowe i organizacje badawcze z całego świata. Zagadnienia dotyczące modemów, ITU publikuje w serii zaleceń oznaczonych symbolem V.xx (np.: V.22). Jeśli producent informuje, iż jego modem pracuje zgodnie z protokołem V.22, oznacza to, że musi on spełniać wszystkie wymagania podane przez ITU w zaleceniu V.22, ponadto może współpracować tylko z takim modemem, który również realizuje to zalecenie. Protokoły ściśle definiują sposoby modulacji sygnałów przesyłanych pomiędzy komputerami, szybkości transmisji, sekwencje sygnałów w kanale telefonicznym podczas inicjowania transmisji itd. Dla każdego sposobu modulacji określona jest częstotliwość nośnej. Nośna to sygnał sinusoidalny o określonej częstotliwości. Częstotliwość ta musi dać się przesłać bez zniekształceń przez linię telefoniczną, czyli nie może być większa od 3,4 khz. Dla każdego sposobu modulacji norma określa szybkość bitowego strumienia wejściowego. Dane zawarte w tym strumieniu bitowym zmieniają jeden lub kilka parametrów nośnej. Każdy sposób modulacji związany jest ściśle ze sposobem kodowania. Przed modulacją wejściowy strumień danych podlega pewnym procesom matematycznym - kodowaniu. Transmitowany ciąg bitów podlega zamianie na inny, dogodniejszy dla transmisji. Po stronie odbiorczej następuje demodulacja i dekodowanie zgodnie z procedurami dokładnie odwrotnymi do kodowania. Możemy wyróżnić następujące rodzaje protokołów dotyczących transmisji danych za pomocą faksów i modemów: Zalecenie Szybkość transmisji Zastosowanie V b/s modem V /6000 b/s modem V.22 bis 2400/1200 b/s modem V /600 b/s modem V /2400 b/s fax V b/s fax V b/s fax V b/s modem V.32 bis b/s modem V b/s modem V.34 bis b/s modem V kb/s modem V kb/s modem

12 Protokół V.21 Obecnie rzadko stosowany, służy do transmisji asynchronicznej. Modem, który nawiązał połączenie generuje nośną fn= 1080 Hz - jest to sygnał pauzy. W takt napływającego strumienia bitowego zmienia się częstotliwość nośnej z szybkością 300 bps. Każdemu stanowi niskiemu - zeru odpowiada częstotliwość 1180 Hz, każdemu stanowi wysokiemu - jedynce odpowiada częstotliwość 980 Hz. Modem odbierający, do którego zadzwoniono, nadaje dupleksowo modulując częstotliwość w granicach 1850 Hz dla zera i 1650 Hz dla jedynki. Sygnał pauzy to częstotliwość 1750 Hz. Owa modulacja częstotliwościowa nazywana jest w skrócie FSK (Frequency Shift Keying). Po stronie odbiorczej modem próbkuje sygnał odebrany, eliminuje własny sygnał nadawany, przeprowadza detekcję częstotliwości i stara się zlokalizować w czasie chwilę zmiany częstotliwości nośnej odebranej z linii telefonicznej. Te chwile zmiany częstotliwości występują tylko wtedy, gdy w odbieranym ciągu bitowym występuje zmiana stanu niskiego na wysoki lub wysokiego na niski. Odbiornik - demodulator synchronizuje swój zegar do zlokalizowanych chwil czasu. Zegarem tym będzie taktowany odebrany asynchroniczny ciąg bitowy. Protokół V.22 Modulacja stosowana w tym protokole nazywana jest w skrócie PSK (Phase Shift Keying). Polega ona na skokowej zmianie fazy nośnej w stosunku do fazy bieżącej. Protokół V.22 przewiduje szybkość modulacji 600 bodów (szybkość modulacji Vm podajemy w bodach, określa ona liczbę elementów przesyłanych w ciągu sekundy,przy szybkości transmisji np b/s, gdy element sygnału utworzony jest przez cztery bity szybkość modulacji wyniesie 600 bodów). Wybrany parametr (faza) nośnej zmienia się 600 razy w ciągu sekundy. Nie oznacza to wcale, że szybkość przesyłanego strumienia bitowego będzie równa właśnie 600 bps. Przed modulacją warstwa przygotowania danych dokonuje skramblowania, to znaczy miesza wejściowy strumień danych z ciągiem zwiększającym częstotliwość zmian bitów na przeciwny i nie dopuszcza długich ciągów zer czy jedynek. Istnieją dwie możliwości modulacji. Pierwsza możliwość (wolniejsza) polega na tym, że warstwa przygotowania danych dostarcza dane bitowe z szybkością 600 bodów. Każdy bit równy zero zmienia fazę nośnej o 90o, każdy bit równy jeden zmienia fazę nośnej o 270o. Odbiornik, podobnie jak w protokole V.21, odtwarza zegar i dane, by przekazać je warstwie przygotowania danych, która wykonuje proces odwrotny do skramblowania, czyli deskrambling. Transmisja może być synchroniczna lub asynchroniczna. Druga możliwość polega na tym, że w nadajniku warstwa przygotowania danych dostarcza strumień bitowy dwa razy szybciej, z przepływnością 1200 bodów. Przychodzące bity po skramblowaniu w specjalnym rejestrze grupowane są w pary. Każdej parze przyporządkowano określoną zmianę fazy. Aby jednoznacznie określić parę bitów należy zdefiniować cztery stany: 00, 01, 10, 11. Każdemu stanowi przyporządkowano jedną zmianę fazy o wartość 90stopni, 0 stopni, 180 stopni, 270 stopni. Odbiornik wykrywa zmiany fazy, odtwarza zegar dwa razy szybszy i w jednej chwili czasu dekoduje nie jeden bit, ale dwa, stanowiące zakodowaną parę. W ten sposób do warstwy przygotowania danych wysyłany jest z demodulatora strumień dwa razy szybszy od szybkości modulacji. Mechanizm ten jest typowy dla wszystkich nowszych protokołów. W ten sposób możliwe stało się przesyłanie wąskopasmowym kanałem telefonicznym strumieni o wyższych przepływnościach. Transmisja między modemami jest dupleksowa. Modem nawiązujący połączenie wykorzystuje nośną 1200 Hz, modem odbierający 2400 Hz. Protokół V.22 bis Jest to uzupełnienie protokołu V.22 o szybkość 2400 bps. Stosuje się te same nośne 1200 Hz i 2400 Hz, tę samą szybkość modulacji 600 bodów. Dane wyjściowe po skramblowaniu formowane są w czwórki bitów. Każdej czwórce, a może ich być 16 różnych, przyporządkowano jeden stan zmiany parametrów nośnej. Zmiana parametrów nośnej polega na równoczesnej zmianie fazy i amplitudy. Pierwsze dwa bity kodują zmianę fazy tak, jak w protokole V.22, tworząc cztery stany fazowe sygnału nośnej. Następne dwa bity kodują amplitudę. Możliwe są też cztery stany fazowe sygnału nośnej. W sumie 16 stanów. Ten typ modulacji nosi nazwę QAM (Quadrature Amplitude Modulation). Praktycznie sygnał nośny powstaje w wyniku sumowania dwóch przebiegów sinusoidalnych przesuniętych w fazie o 90o. Kluczowana jest równocześnie amplituda obu składowych. Protokół V.23 Umożliwia przesyłanie danych dupleksowo z szybkością 1200 bodów dla modemu odpowiadającego i 75 bodów dla wywołującego. Dla przesyłu półdupleksowego szybkość wynosi 1200 bps.

13 Protokół V.27 Stosowany do transmisji faksów. Prędkość transmisji Vtran=4800/2400 b/s. Wykorzystywana dupleksowa transmisja synchroniczna. Protokół V.29 Kolejny z protokołów dotyczących transmisji danych za pomocą faksów. Oferuje szybkość transmisji 9600 b/s, podobnie jak V.27 korzysta z dupleksowej transmisji synchronicznej. Protokół V.17 Protokół stosowany do transmisji faksów. Prędkość transmisji wynosi: b/s, b/s, 9600b/s, 7200 b/s. Wykorzystywana jest modulacja QAM z synchroniczną zmianą parametrów nośnej z szybkością 2400 bodów, fn=1800 Hz. Przed modulacją wejściowy strumień bitów dzielony jest na grupy: po 6b dla Vtran= b/s po 5b dla Vtran= b/s po 4b dla Vtran= 9600 b/s po 3b dla Vtran= 7200 b/s Dwa najmłodsze bity podlegają operacji skramblowania. Zabieg ten polega na zamianie pary bitów na inną parę wyjściową zależną od pary bitów wejściowych i poprzedniej pary bitów wyjściowych. Proces ten jest stosowany w celu uniknięcia długich czasów bez zmiany parametrów nośnej. Na podstawie pary bitów wyjściowych generowany jest dodatkowy bit umieszczany na najmłodszej pozycji grupy bitów (w ten sposób dodaje się 1b) i uzyskujemy 3b. Taka grupa bitów (3b) zmienia parametry nośnej, zarówno fazę jak i amplitudę tworząc: 128 różnych stanów dla Vtran=14400 b/s 64 różne stany dla Vtran= b/s 32 różne stany dla Vtran=9600 b/s 16 różnych stanów dla Vtran=7200 b/s Protokół V.32 Oba modemy stosują tę samą nośną 1800 Hz. Sygnał modemu odległego uzyskuje się metodami numerycznymi poprzez eliminację sygnału własnego. Szybkość modulacji jest stała i wynosi 2400 bodów. Koduje się dwójki lub czwórki bitów uzyskując szybkości bitowe 4800 bodów lub 9600 bodów Stosuje się modulację QAM w połączeniu z metodą kodowania TCM (Trellis Coded Modulation). Metoda TCM polega na zastąpieniu każdej kodowanej czwórki bitów kombinacją pięciu bitów, nie wykorzystując wszystkich 32 możliwości. Sposób kodowania dobrano w ten sposób, by zmniejszyć różnicę parametrów sygnału nośnej dla sąsiednich kombinacji. Wprowadza się w ten sposób korekcję polegającą na eliminowaniu stanów niemożliwych z założenia. Norma przewiduje, że w wyniku dużej stopy błędów system automatycznie zmieni szybkość bitową. Protokół V.32 bis Rozszerzenie normy V.32 o szybkości bitowe 7200 b/s, 1200 b/s i b/s. Wspólna nośna 1800 Hz, szybkość modulacji 2400 bodów, kodowane dwójki, trójki, czwórki i piątki bitów. Dla szybkości od 4800 b/s począwszy stosuje się kodowanie kratowe TCM. Przewiduje się zmianę szybkości bitowej w zależności od stanu linii. Dopuszcza się powtórną negocjację szybkości. Protokół V.34 Protokół modulacji umożliwiający szybkości bitowe b/s i b/s. Protokół opracowany przez firmę Rockwell. Umożliwia on stosowanie czteroprzewodowej linii dzierżawionej lub dwuprzewodowej linii komutowanej (normalna linia telefoniczna). Protokół umożliwia skuteczną kontrolę jakości transmisji, a na podstawie której zmieniana jest nie tylko szybkość modulacji, ale także częstotliwość nośnej. Protokół V.34 bis Protokół ten to rozszerzenie metod stosowanych w V.34 do szybkości bitowych b/s i b/s.

14 Protokół V.90 Jest to obecnie najnowszy protokół modulacji, umożliwiający nawiązanie połączenia między modemami przy prędkości do 56 kbs. Protokół ten powstał w lutym 1998 roku i był kompromisem kończącym spór między firmami Rockwell/Lucent i 3COM/USR. Firmy te niezależnie opracowały swoje protokoły modulacji K56flex i X2. Istnienie dwóch różnych protokołów powodowało niemożliwość połączenia się przy prędkości 56 kbs przy stosowaniu modemów konkurujących ze sobą producentów. Obecnie do wszystkich modeli modemów pracujących z protokołem K56flex lub X3 dostępne są, na stronach producentów, nowe wersje oprogramowania, umożliwiające pracę z protokołem V.90. Aby możliwe było nawiązanie połączenia przy protokole V.90 między dwoma modemami, przez komutowaną sieć telefoniczną, wymagana jest linia dobrej jakości oraz odległość między modemami mniejsza od 3 km. Gdy odległość przekracza 3 km, prawdopodobieństwo nawiązania połączenia między modemami w protokole V.90 staje się niewielkie. Protokół V.90 wykorzystuje transmisję danych cyfrowych, używa modulacji impulsowo-kodowej (PCM). Jeżeli niemożliwe jest połączenie się w protokole V.90, modem automatycznie wybiera modulację V.34. V.90 umożliwia transmisję danych z szybkością 56 kb/s tylko w jednym kierunku- od serwera internetowego do użytkownika. Natomiast użytkownik może wysyłać dane z szybkością 33.6 kb/s. Protokół V.92 Główne zalety protokołu V.92 związane są z jego funkcjonalnością. Modemy wykorzystujące nowy standard mają znacznie szybciej nawiązywać połączenia dzięki bardziej efektywnemu systemowi uzgadniania warunków transmisji. Zapewnia to opracowana specjalnie na potrzeby standardu V.92 nowa technologia QuickConnect. Kolejną i chyba najważniejszą konsekwencją wdrożenia V.92 będzie możliwość przyjmowania głosowych połączeń telefonicznych podczas surfowania. Jest to funkcja przydatna szczególnie użytkownikom indywidualnym, łączącym się z Internetem z domu. Większość z nich ma tylko jedną linią telefoniczną i zajmowanie jej przez modem uniemożliwia równoczesne tradycyjne połączenia. Użytkownik modemu zgodnego z V.92 otrzyma powiadomienie o przychodzącym połączeniu i będzie mógł zawiesić przesyłanie danych na czas rozmowy (z możliwością powrotu do surfowania po sieci w dowolnej chwili). Pauza zostanie jednak prawdopodobnie ograniczona do około 15 minut. Zmiany, które wnosi V.92, dotyczą również wydajności modemów. Szybkość przesyłania (wysyłania) danych od użytkownika zwiększy się z 33,6 do 48 Kb/s, a dzięki zastosowaniu nowego systemu kompresji (V44) zwiększy się także ogólna prędkość przesyłania danych. Do korzystania z dobrodziejstw nowej technologii modemowej niezbędna będzie jednak modernizacja urządzeń dostępowych w centralach telefonicznych. Polscy operatorzy i dostawcy usług internetowych zapowiadają poczynienie odpowiednich kroków, jednak od zatwierdzenia V.92 minie jeszcze trochę czasu, zanim użytkownicy będą mogli odnieść wszystkie korzyści związane z wprowadzeniem nowego standardu. Mimo że specyfikacja V.92 funkcjonuje wciąż półoficjalnie, wielu producentów modemów zapewnia o wstępnej zgodności oferowanych urządzeń z tym standardem. Należy również wspomnieć o innych standardach. Przed kilkunastoma laty, gdy koncern AT&T (American Telephone and Telegraph) był dominującą firmą telefoniczną, wszystkie modemy musiały spełniać standard BELL'a. Wraz ze zmniejszeniem dominacji AT&T, standardy BELL'a stały się również mniej dominujące. Jednakże nadal w wykazach specyfikacyjnych modemów można zobaczyć te standardy, gdyż definiują one sposób komunikacji z mniejszymi szybkościami szczególnie w USA. Inna grupa zaleceń definiuje parametry i procedury modemu nie związane z transmisją danych: Protokół V.24 Definiuje linie interfejsu szeregowego. Interfejs V.24 wyposażony jest w linie pozwalające zorganizować pętlę testujące: laokalną (Local Analog Loopback, LAL, lina 141) oraz zdalną (Remote Digital Loopback, RDL, linia 140). Ponadto V.24 posiada linię TI (142), zwaną wskaźnikiem testu, za pomocą którego modem sygnalizuje DTE (komputerowi) fakt wykonania testu. Protokół V.28 Określa charakterystyki prądowo-napięciowe interfejsu. Protokół V.42

15 Określa korekcję błędów. Norma V.42 przewiduje dwa protokoły: LAPM (Link Access Protocol for Modems) i MNP-4 jako dodatkowy. LAPM dzieli dane na bloki o wielkości zależnej od szybkości przesyłania danych i jakości linii oraz szybkości portu szeregowego. Każdy blok uzupełniany jest o tzw. sumę kontrolną CRC(Cyclic Redundancy Code-kod cyklicznej kontroli nadmiarowej), to jest dodatkowe bity wyliczane na podstawie bitów tworzących dany blok. W modemie odległym odbierane są bity danych, a na ich podstawie obliczany według tej samej funkcji ten sam CRC i porównywany z odbieranym. Wynik porównania jest transmitowany do nadajnika, a ten, w wypadku wystąpienia błędu, retransmituje cały blok. Warstwa przygotowania danych usuwa, z napływającego portem szeregowym strumienia danych, bity startu i stopu, ale dodaje bity CRC, co ostatecznie spowalnia transmisję danych około 10 %. Im krótszy jest CRC w stosunku do odległości bloku tym transmisja jest szybsza, ale skuteczność korekcji mniejsza. MNP-4 działa na podobnej zasadzie: uzupełnianie bloków o CRC, potwierdzanie i retransmitowanie. Protokół V.42 bis W normie tej zawarto opis procedur kompresji danych. Przewiduje się stosowanie dwóch algorytmów BLTZ (British Telecom Lempe Ziv) i MNP-5. Metoda BLTZ polega na wielokrotnym stosowaniu procedury RLE. Metoda RLE przewiduje zastępowanie ciągów znaków innym ciągiem zgodnym ze słownikiem, który jest ciągle tworzony. W przypadku braku efektów kompresji procedura jest przerywana. W przypadku większości danych efektywność kompresji wynosi 4:1. Metoda MNP-5 to też procedura RLE, inny jest nieco sposób kodowania. Znak koduje się różną ilością bitów, zależną od częstości występowania znaku. Efektywność kompresji średnio wynosi 2:1. Protokół V.44 Niedawno opracowany i zatwierdzony został nowy standard kompresji - V.44. Charakteryzuje się on znacznie lepszym współczynnikiem upakowania informacji niż V.32 bis. Niestety, V.44 związany jest z protokołem V.92, na którego wprowadzenie będziemy musieli jeszcze troche poczekać. Protokół V.54 Określa system testów modemu. Modemy mogą obsługiwać kilka różnych testów, zwanych pętlami. Szumy i zniekształcenia wprowadzane przez linię telefoniczną są powodem poważnych problemów podczas transmisji danych. Nowoczesne modemy wyposażane są więc w sprzętową korekcję błędów, zgodną z protokołem V.42 (ITU) lub protokołąmi MNP (Microcom Networking Protocol) firmy Microcom. Podczas transmisji z korekcją błędów dane przesyłane są blokami o długościach od 64 do 256 znaków. Protokół MNP-1 Dotyczy korekcji błędów podczas transmisji asynchronicznej znakowej w trybie półdupleksowym. Efektywna szybkość transmisji wynosi tu 70%. (jeśli modemy pracują z szybkością 2400 b/s, to efektywna szybkość transmisji, tzn. szybkość między komputerami wynosi 1690 b/s). Protokół MNP-2 Jest to również protokół transmisji asynchronicznej znakowej. Stosuje on jednak dupleksowy tryb wymiany danych dzięki czemu jego efektywność wynois około 84%. Modem o szybkości 2400 b/s pracujący z protokołem MNP-2 osiąga efektywną szybkość równą 2000 b/s. Klasa 3 protokołu MNP Jest protokołem transmisji synchronicznej bitowej. Z uwagi na to, że protokół synchroniczny umożliwia eliminację (niezbędnych w transmisji asynchronicznej) bitów "startu" i "stopu", protokół klasy 3 MNP jest bardziej efektywny. Oczywiście wymiana danych pomiędzy komputerem i modemem odbywa się w dalszym ciągu asynchronicznie, ale modemy przesyłają dane pomiędzy sobą w sposób synchroniczny. Protokół klasy 3 stosuje dupleksowy sposób wumiany danych. Jest to pierwsza z klas MNP, która zapewnia zarówno korekcję błędów jak i skrócenie czasu transmisji. Efektywność wynosi tu około 108%. Używając tej klasy w modemoe o szybkości 2400 b/s, osiąga się efektywne przesyłanie danych z szybkością 2600 b/s.

16 Klasa 4 protokołu MNP Posiada cechy klasy 3 uzupełnione o dalsze udoskonalenia. Modem pracujący w klasie 4 MNP nieustannie śledzi liczbę błędów spowodowaną szumami linii telefonicznej. Jeśli linia telefoniczna umożliwia bezbłędną transmisję, modem automatycznie zwiększa rozmiar kolejnych bloków danych, tzn jeśli przesyłane są bezbłędnie bloki np. 64-bajtowe, modem zwiększa ich długość do 128 bajtów, itd. Gdy jakość linii jest niska i pojawiają się błędy, rozmiar bloku jest zmniejszany, dzięki czemu skraca się sumaryczny czas retransmisji (ponownej transmisji bloków w których wykryto błędy). Mniejszy rozmiar bloku zwiększa prawdopodobieństwo bezbłędnej transmisji za pierwszym razem. Efektywność protokołu wynosi około 120%. Dzięki temu modem, 2400 pracując z MNP klasy 4 uzyskuje efektywną przepływność binarną 2900 b/s. Modem pracujący z protokołem V.42 może transmitować dane z korekcją do modemu pracującego z protokołem MNP klasy 3 lub 4. Współczesne modemy umożliwiają kompresję danych, dzięki której skrócony zostaje czas transmisji (skompresowane pliki mają mniejsze rozmiary). Oprócz protokołu V.42 bis kompresję danych opisuje także protokół MNP 5. Kompresja zgodna z V.42 bis może być zastosowana tylko wtedy, gdy wymiana danych kontrolowana jest przez protokół korekcji błędów V.42 (podobnie kompresja z protokołem MNP5 stosowana jest dla wymiany danych z korekcją MNP4). Skuteczność kompresji zależy od typu transmitowanego zbioru. Zbiory COM i EXE poddają się kompresji słabo. Najlepsze efekty uzyskuje się dla zbiorów tekstowych. Dzięki kompresji danych, protokół MNP5 zwiększa efektywną szybkość transmisji dwukrotnie, natomiast protokół V.42 bis- czterokrotnie. Przykłady maksymalnych szybkości przepływu danych pomiędzy komputerami, dla różnych standardów modulacji, z zastosowaniem kompresji MNP5 i V.42 bis: Maksymalna efektywna szybkość tr. danych komputer-komputer Standard modulacji Szybkość transmisji modem-modem MNP5 V.42 bis V bit/s 2400 bit/s 4800 bit/s V.22 bis 2400 bit/s 4800 bit/s 9600 bit/s V bit/s bit/s bit/s V.32 bis bit/s bit/s bit/s V bit/s bit/s bit/s Najnowszy protokół MNP 10 pozwala zrealizować połączenia dotychczas niemożliwe. Został on opracowany w zasadzie dla telefonii komórkowej, chociaż może być przydatny również dla łączy kablowych o niskiej jakości. Protokół ten charakteryzują następujące cechy: - negocjowanie i zwiększanie szybkości transmisji (modem rozpoczyna transmisję od niskiej szybkości, a następnie zwiększa ją do wartości na którą pozwalają warunki panujące w linii), - wymuszanie połączenia (modem łączy się nawet wtedy, gdy w linii występują zakłócenia), - dynamiczne zmiany prędkości (w czasie trwania połączenia, modem stale dopasowuje szybkość transmisji do warunków panujących w linii), - szybka zmiana długości ramki (rozmiar ramki w niesprzyjających warunkach może zmieniać się od 256 bajtów do 8 bajtów), - dopasowanie poziomu nadawanego sygnału (modem ustala odpowiedni poziom nadawanego sygnału dla warunków panujących w linii). Transmisja cyfrowa W modemach ISDN wyróżnia się dwie pary (nadawczą i odbiorczą). Dane można przesyłać po jednym kanale z prędkością równą 64kb/s, po dwóch 128kb/s. Takie sygnały występują pomiędzy urządzeniem ISDN (telefon,

17 modem) a terminalem (styk S/T). Połączenie pomiędzy centralą a terminalem wykonane jest przewodem jednoparowym (styk U). Wykorzystuje się tam kodowanie 2B1Q rysunek 2b1q.gif Polega ono na wyodrębnianiu z pakietu danych przeznaczonych do wysłania kolejno dwóch bitów, którym to przyporządkowywuje się jeden z czterech stanów (+1, -1, +3, -3). Przykład kodowania ciągu bitów do 2B1Q rysunek 2b1q-przyklad.gif Skrót HDSL pochodzi od słów Hight-bit-rate Digital Subscriber Line, które w wolnym tłumaczeniu znaczą tyle, co Cyfrowa Linia Abonencka o Wysokiej Przepływności Bitowej. Czasem można się spotkać z rozwinięciem tego skrótu mającym postać Hight Digital Subscriber Loop, co rozumie się podobnie jak powyżej. HDSL korzysta ze starych łączy telefonicznych, nawet takich, co pamiętają jeszcze czasy Bell'a (XIX wiek). Fenomen tego rozwiązania polega na tym, że używa ono pasma znacznie szerszego niż Hz, jakie jest stosowane do przenoszenia głosu, ale rzędu 6-259kHz. Własność ta wynika ściśle z Prawa Shannona. Początkowo technologia DSL korzystała z trzech par skrętki telefonicznej do przesłania 2Mb/s, lub jednej do przesłania 384kb/s (SDSL). Następnie pojawiły się na tyle skuteczne metody kodowania sygnału, które umożliwiły budowanie łącz 2Mb/s w technologii HDSL za pomocą dwóch par kabli telefonicznych. Ostatnio nawet realizuje się takie przepływności za pomocą jednej pary kabli. W szybszych modemach wykorzystuje się inne sposoby kodowania niż 2BQ1. Charakterystyka widmowa różnych technik kodowania:

18 Rysunek widma_kodowanie.gif Tablica kodowania CAP64 wygląda jak na rysunku powyżej. Jest to konstelacja dwuwymiarowa. Składa się ona z 64 punktów charakterystycznych nie nakładających się na siebie, tak więc jednoznacznie rozpoznawalnych. 64 jest 6 (szóstą) potęgą 2. Tak więc 6 jest liczbą bitów, jaką reprezentuje jeden punkt na tablicy. Modulacja przebiega w następująco: kolejnym 6 bitom jest przyporządkowywany jeden punkt konstelacji, którego opisem jest amplituda sygnału, czyli odległość punktu do środka układu oraz przesunięcie fazowe, czyli kąt między odcinkiem łączącym początek układu i punkt konstelacji z osią poziomą OX. rysunek cap_64.gif W przypadku kodowania CAP 128 ilość punktów konstelacji wzrasta do 128 i na tym właściwie polega główna różnica między CAP 64, a CAP 128. Konfigurowanie modemu i programów Aby modem działał poprawnie musimy skonfigurować program terminala lub inny o podobnym przeznaczeniu i modem. Bardzo często zadanie to wykonuje za nas instaler, ale gdy coś działa nieprawidłowo, chcemy poprawić

19 parametry transmisji lub po prostu poznać dokładniej modem warto zaznajomić się ze szczegółami związanymi z konfiguracją. Konfigurowanie programu terminala Pierwszym krokiem będzie zapoznanie się z komendami AT. Zanim jednak to nastąpi opiszę konfigurację najpopularniejszych programów. HyperTerm Z menu "Start" wybieramy "Programy/Akcesoria/HyperTerminal" Rys TermE1.pcx W oknie które pojawi się, klikamy na ikonce "HyperTerm.exe". Po uruchomieniu programu pojawi się oko

20 TermE2.pcx Wpisujemy nazwę (np TestModemu), wybieramy ikonkę (domyślna jest OK) i zatwierdzamy przez naciśnięcie OK. W następnym oknie

21 Ekran TermE3.pcx przechodzimy od razu do listy "Połącz używając" i wybieramy "Bezpośrednio do COM2" (nr COM zależy od tego do jakiego portu komputera podłączyliśmy się). Zmiany zatwierdzamy naciskając OK. Jeśli posiadamy tzw. WinModem, modem na karcie PCI lub modem USB musimy koniecznie wybrać odpowiedni sterownik. W przypadku większości modemów analogowych można zamiast Bezpośrednio do COM2 wybrać Modem Standardowy. UWAGA! W niektórych edycjach Windows nie można skonfigurować bezpośredniogo dostepu do portu COM nie wypełniając wcześniej nr telefonu i innych zbednych w takim przypadku rzeczy. Jedyne wyjście w takiej sytuacji to przebrnąć przez trudności lub zmienić system operacyjny. W oknie "Właściwości" ustawiamy następujące parametry transmisji

22 Ekran TermE4.pcx: - Prędkość transmisji: Bity Danych: 8 - Parzystość: Brak - Bity stopu: 1 - Sterowanie przepływem:sprzęt Oczywiście prędkość transmisji jest dość dowolna. Zmiany zatwierdzamy naciskając OK. Program jest już skonfigurowany i można go używać. Po wyjściu z programu można go uruchomić klikając na ikonce "TestModemu.ht". Mała uwaga dla użytkowników profesjonalnych wersji Windows: Blil G. Stwierdził, że wszystko wie najlepjej i nie pozwala skonfigurowac HyperTerma od razu z ustawieniem Bezpośrednio do portu Com xx. Konieczne jest wpisanie nr telefonu i wiele innych niepotrzebnych czynnosci. Dopiero po takiej konfiguracji można wybrać ustawienia bezpośrednio do portu COM. Kolejna rewelacjia programów Microsoftu. To brak możliwości wybrania przez program dialera dla Windows znaku!, który generuje FLASH na linii. Funkcja taka jest potrzeban w niektórych centralach abonenckich, bez niej możemy odciąć się od możliwości obsługi wewnetrznych połączeń modemowych (przydatne przy zdalnej obsłudze centrali abonenckiej). Term90 Program "Term90" wchodzi w skład pakietu NortonCommander dla PC. W "Term90" w menu "Setings" wybieramy "Line.."

23 ekran TermE5.pcx Ten sam efekt da naciśnięcie kombinacji klawiszy Alt+P. W oknie, które ukaże się, ustawiamy parametry transmisji (ekran TermE6.pcx). Term 4.6 Program "Term" dla Amigi konfigurujemy wybierając w menu "Ustaw" podmenu "Port szeregowy". Opcje ustawiamy jak na zrzucie z ekranu

24 ekran TermE7.pcx akceptujemy naciskając "Użyj".!!!!!! Linux miniterm W chwili pisania książki nie miałem dostępu do MAC a i nie mógłbym zrobić zrzutów ekranowych. Konfiguracja programu dla tego komputera również jest banalnie prosta. Jak widać najbardziej pracochłonny i mało logiczny w konfiguracji jest program terminala pod Windows (gratulacje dla Microsoftu). Konfigurowanie modemu W dalszej części książki opiszę sposób skonfigurowania modemu. Do pełnej konfiguracji potrzebna jest znajomość wielu komend AT, opisanych w kolejnych rozdziałach. Na szczęście do podstawowej konfiguracji wystarczy kilkanaście komend AT. Podstawowe rozkazy modemu analogowego Uruchamiamy program terminala, wydajemy komendę "AT". Komendy będę ujmował w cudzysłów, każdą komendę kończymy naciśnięciem klawisza enter. W odpowiedzi na "AT" powinniśmy otrzymać komunikat "OK". Modem potwierdza każdą komendę, "OK" jeśli ją wykonał, "ERROR" jeśli nie (np. zły parametr). Następnie wydajemy komendę "ATZ" i łączymy się z innym modemem. Proponuje przed dalszymi próbami włączyć głośnik modemu tak aby było w nim słychać wybieranie nr i ustalanie parametrów transmisji. Po nawiązaniu połączenia głośnik wyłączy się. Robimy to komendą: ATL3&M2 Nie każdy ma pod ręką drugi modem, ale to nie problem, można skorzystać z modemu TPSA. Wpisujemy w terminalu ATDT jeśli central wybiera tonowo lub ATDP jeśli impulsowo. Modem powinien nawiązać połączenie, przerywamy je wysyłając kod esc ("+++"). Kod znaku escape (+++) możemy zmienić w rejestrze S2. Po otrzymaniu komunikatu "OK" (czas od odebrania znaków +++ do wysłania OK.

25 ustawiamy w rejestrze S12) wysyłamy "ATH". Jeśli powyższa próba powiodła się, modem jest wstępnie ustawiony, ale możemy tam co nie co poprawić. Jeśli modem wogule nie wybrał nr, ale zajął linię telefoniczną (najczęściej słychać klapnięcie przekaźnika) musimy zmienić ustawienia rozkazem ATX. Standardowe ustawienie (na 4) powoduje, że modem nie wybierze nr zanim nie rozpozna tonu zgłoszenia centrali 400Hz. Czas oczekiwania na ton można zmienić w rejestrze S6. Na centralach analogowych od momentu podniesienia słuchawki do momentu otrzymania tonu 400Hz mija od 0,5 do nawet kilku sekund. Po wydaniu komendy ATX4 mamy gwarancję, że modem nie zacznie wybierać nr dopóki centrala nie wyśle tonu 400Hz dzięki czemu cały nr wybrany przez modem zostanie odebrany przez centralę. Gdyby wybieranie rozpoczęło się przed otrzymaniem tonu 400Hz początek nr mógłby zostać zjedzony. Po włączeniu usługi telekomunikacyjnej (np. przeniesienie nr) ton 400Hz z centrali nie jest ciągły lecz ma krótkie (około 500ms) przerwy. Uniemożliwia to niektórym modemom poprawne rozpoznanie sygnału zgłoszenia centrali. Podoba sytuacja może mieć miejsce w przypadku podłączenia modemu do centrali PABX. Rozkaz ATX umożliwia prace modemu w takich warunkach. Wystarczy wydać rozkaz ATX0 i modem nie będzie czekał na ton 400Hz. Wskazane jest wtedy przed wydaniem komendy wybierania nr odczekanie kilku sekund lub komendę wybierania wydać w postaci ATD,123. Przecinek da pauzę przed nr dzięki czemu centrala powinna już rozpoznać nasze zgłoszenie (podniesienie słuchawki). Jeśli połączenie nie zostało nawiązanie lub zaraz po jego nawiązaniu przerwane, to musimy przywołać ustawienia fabryczne, wydając komendę "AT&F"`. Ponawiamy próbę połączenia, jeśli nie powiedzie się, próbujemy innych ustawień fabrycznych "AT&F1". Niektóre modemy oferują więcej ustawień fabrycznych np. "AT&F2". Szczerze mówiąc nie spotkałem modemu, który odmówiłby poprawnego działania po wydaniu komendy "AT&F0". Warto zaznaczyć, że "AT&F" i "AT&F0" znaczą to samo, po prostu modem jeśli nie podamy parametru komendy przyjmuje zero. Jeśli ustawienia fabryczne nie przyniosły spodziewanego skutku proszę spróbować wydać komendę: "AT&F&R0&K3&D2W2X4". Po jej wydaniu 99% modemów zaczyna działać. Przed dalszymi "manewrami" zapisujemy aktualną konfigurację modemu "AT&W1". W razie kłopotów zawsze możemy ja przywrócić wydając komendę "ATZ1". Często standardowe ustawienia modemu powodują, że w komunikacie o połączeniu informowani jesteśmy o prędkości modem-komputer. Prędkość ta jest duża ale ma się nijak do faktycznej prędkości transmisji. Proponuję komendą ATW2 ustawić sobie wyświetlanie prędkości modem-modem. Jeśli modemem skonfigurowaliśmy tak jak chcemy, zapisujemy konfigurację komendą "AT&W". Teraz w programach, z których korzystamy, zmieniamy tzw. init stringi na "ATZ\r". "\r" oznacza kod klawisza enter, w niektórych programach jest zastępowany sekwencją "M^". Jeśli mamy dwa rodzaje programów wymagających różnych konfiguracji, to drugą zapisujemy komendą "AT&W1". W init string takiego programu wpisujemy "ATZ1". Jeśli chcemy korzystać z większej liczby konfiguracji, nie pozostaje nam nic innego jak wpisać ją w initstring. Przykładowa sprawdzona konfiguracja wygląda tak: "AT&F&R0&K3&D2W2X4" S-rejestry Każdy modem posiada S-rejestry. Umożliwiają one bardziej zaawansowane konfigurowanie modemu. Aby zapisać dana do rejestru wydajemy komendę ATSx=y gdzie x nr rejestru, y wartość wpisywana do rejestru. Wszystkie dane wprowadzamy w systemie dziesiętnym. Aby odczytać rejestr należy wydać komendę ATSx=?, gdzie x nr rejestru. Po wydaniu komendy na ekranie terminala ujrzymy zawartość rejestru. Wynik zawsze jest trzycyfrowy, jeśli trzeba wartość jest poprzedzona zerami. Rejestr 0 odpowiada za to po ilu dzwonkach modem automatycznie odbierze połączenie. Jeśli wpiszemy 0 modem nie odbierze połączenia. Ustawienia tego rejestru mogą być mylące, ponieważ połączenie może odebrać program terminala komendą "ATA" po ustawionej w nim liczbie dzwonków. Rejestr1 - licznik odebranych dzwonków. Po każdym dzwonku licznik ten jest zwiększany o 1. Rejestr2 - kod znaku escape, standardowo 43 (znak "+"). Aby w czasie połączenia przejść do trybu rozkazowego należy wysłać trzy znaki esc. Po wysłaniu kodów escape należy poczekać na komunikat OK. Jeśli w tym czasie (czas ustawiamy w rejestrze S12) modem odbierze jakieś znaki uzna, ze sekwencja esc znalazła się w transmitowanym pliku, nie wyśle komunikatu OK. i nie przejdzie do trybu rozkazowego. Takie postępowanie ma na celu uniknięcie przypadkowego przerwania transmisji. Rejestr 2 decyduje jaki to będzie znak. Rejestr3 - kod znaku CR, standardowo 13. Rejestr ten decyduje znak będzie traktowany przez modem jako kod powrotu karetki. Kod ten będzie także wysyłany przez modem do terminala gdy będzie on chciał przesunąć karetkę. Rejestr4 - kod znaku LF, standardowo 10. Rejestr ten decyduje znak będzie traktowany przez modem jako kod wysunięcia wiersza. Kod ten będzie także wysyłany przez modem do terminala gdy będzie on chciał przejść do nowej linii.